高校地学专业实践教学改革初探

樊婷婷

摘要：地质学专业的课程，理论性和实践性并重，而传统的教学方式一直难以取得良好的教学效果。本文以“结晶学与矿物学”课程为例，阐述从实践教学手段、教学模式、教学内容体系、教学考核机制和实验教学空间等方面改革的思路及经验，可有力地提高学生学习的积极性，取得较好的教学效果。

关键词：地质学；实践教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）27-0099-02

地质类专业的主干课程有“结晶学与矿物学”、“构造地质学”、“岩石学”、“矿床学”、“地球化学”等，理论性和实践性并重。进行课程实践教学改革，有利于提高学生鉴定矿物岩石和编绘地质图件的基本技能，并为学生以后从事地质方面的工作提供必要的基础。现今，能源行业面临巨大的压力和挑战，因此高校地质教学改革的重点是如何培养出具有良好专业基础和较强创新能力的复合型人才，其中实践教学改革是其重要组成部分[1]。

以“結晶学与矿物学”课程为例，结晶学这部分要求学生掌握晶体的对称操作，如描述几何单形的特征，如晶面的形状、个数、晶面与对称要素的相互关系等；矿物学要求掌握常见几十种矿物的物理性质，并能进行鉴定[2]。课程比较抽象、难学，许多高校加重了实习课所占的比例。然而，传统的教学方式一直效果不佳。本文尝试从实践教学手段、教学模式、教学考核机制等方面进行改革探索，以期获得良好的教学效果。

一、改革实践教学手段、教学方法

由于结晶学需要学生有较强的空间想象力，因此在实践课堂教学中，采用交互式教学多媒体与板书相结合的方式。交互式多媒体能将文字、图形、声音、三维动画和视频等汇集在一起，激发学生的学习兴趣，他们可通过操作电脑键盘或鼠标回答或抢答，教师则根据回馈结果查漏补缺，实现师生间的良好互动。例如，晶体47种几何单形在教科书是平面黑白图，学生较难分析出这些单形有多少个对称面和对称轴，有无对称中心。使用交互式多媒体，可以根据学生反馈控制三维动画中单形旋转、对称、反伸操作的速度，便于学生理解。以立方体为例，从各个角度展示，学生能更直观地看出立方体有3个四次对称轴、4个三次对称轴、6个二次对称轴、9个对称面和一个对称中心。结合单形立体结构模型，学生自己可分析判断，回答其他几何单形的对称轴和对称面的数目，教学内容清晰体现。

在大学一、二年级的野外实习中，教师应注重野外现场教学，指导学生观察地质现象，认识身边的矿物或岩石，加深他们对基本理论和基本概念的理解，熟悉野外工作程序和资料收集方式，掌握野外工作的基本技能。在传统的野外实习中，教师只是对野外工作流程和地质工具的使用进行讲解示范，如罗盘、测绳等，但由于学生人数众多，教学效果不好，无法确保每个学生都能够掌握。怎样才能充分调动学生的积极性呢？我们必须对野外实践教学方式进行改革，注重提高学生地质基本技能及独立完成野外工作的能力。

一是运用“互动式”教学法。例如，每天教师在进行野外实践前，简要介绍实习路线内容，提出问题，让学生回忆并复习课堂学到的理论知识。然后，实习时分成各个小组，每到一个观察点，让第一组学生描述观察到的地质现象，第二组学生针对这些地质现象提出问题，第三组学生根据这些现象和问题相互讨论，对这些现象形成机制进行解释。到下一个实习点处，三组学生的任务互相调换。实习过程中，无论是对地质现象的描述，还是对形成机制的解释，教师要给予鼓励，待学生表述完后再进行纠正、补充和总结，并对学生提出的问题进行深化，大家充分讨论。这种互动式教学方式，能够充分调动学生自主学习的积极性，在野外实践中取得良好的教学效果，而且有助于培养学生的地质思维方式。

二是运用“启发式”教学法，促进学生积极思考。启发式教学方式不仅广泛应用于室内教学，还在野外实践中扮演重要的角色。通过一系列层层深入的发问，启发式教学方式可促使学生根据已有理论知识分析原因，找到答案，将理论应用于实践。例如，野外常见到的砂泥岩互层，泥岩层风化强烈，破碎形成凹槽，而砂岩层仍致密坚硬。教师可以先让学生对2种岩性进行充分观察描述，然后逐步提出问题：砂岩和泥岩的种类有哪些？各自的矿物组成是什么？在学生回答后，教师再指出它们的物源和形成环境，使学生受到启发会进一步思考：为什么会出现这种差异风化，是否和它的主要矿物的硬度、抗风化能力有关。在实习过程中，教师指导学生发现问题，一步步地找寻答案，让学生能充分调动积极性，在愉快的氛围中完成野外教学。

二、改革“先理论后实践”的教学模式

打破原有的先讲理论后实践的教学模式，可有效改善实验课的滞后性问题。将实验教学与理论教学穿插进行，可在实验教学时先引入一些后续课程的理论教学内容。例如，讲授矿物的物理性质这节课时，可先让学生进行矿物标本观察实验，自己描述矿物的特征，如形状、颜色、光泽、硬度等，在此基础上，讲授理论课，讲解矿物颜色、条痕、光泽、透明度及相互关系，让学生的理解和记忆更为深刻，也易于掌握鉴定矿物的方法。这种把一些实验项目放在理论课内容讲授之前进行的方式，有助于提高学生的实践操作能力，能更积极主动地观察和思考。教师也可针对实践教学中的薄弱处，如矿物解理、裂理及断口的差异，根据矿物标本指导大家仔细观察，进行比较分析，使学生掌握理论教学中的难点和重点。

三、完善实验教学内容体系

目前，地质学类专业课的实验教学体系以基本型实验类型为主，提高型与创新型实验类型较少，难以调动学生的学习积极性，也不利于学生实践操作能力和创新能力的提高。因此，教师应根据教学大纲合理设计实验项目，完善实验项目类型，增加提高型与创新型实验类型的比重，让学生主动参与，成为实验主导。例如，在实验教学中，把学生分为几个实验小组，每组挑选一个课题，如一种矿物作为研究对象，课堂上由学生观察总结出矿物的鉴定特征，课后小组成员广泛收集资料，进一步查明矿物的化学组成、晶体结构、单体和集合体形态、成因和产状等。然后，根据分组情况，学生走上讲台，汇报所研究的结果。每组汇报完毕后，由其他同学进行提问，汇报的学生做出回答，最后该小组的同学根据大家的建议，查阅相关文献资料，获得小组最终研究成果报告。另外，可根据教学内容增加一些创新型实验项目，鼓励学生自主选择感兴趣的小课题，自己设计实验流程、方法，提高创新能力。

教師在学生进行大学四年级的毕业野外实践之前，应有意识地指导学生在大学一至三年级的野外实习中进行研究性学习，充分调动他们的学习主动性，对野外感兴趣、需要解决和深入认识的地质现象和问题，积极思考，有针对性地设计专题性实验，实现由学生自主选择毕业论文方向和题目，然后再进行野外样品采集、室内测试分析，最后完成毕业论文。这一完整的自我设计和主动研究的学习过程，有利于培养学生观察事物、思考问题及研究解决问题的能力和素质。

四、改善实践教学考核机制

以往的专业课程实验成绩主要通过期末考试得出，考核机制单一，其应包括学生的平时实验成绩（可占总成绩10%～20%）、随堂测试成绩（占总成绩20%～30%）和实验期末考试成绩（占总成绩50%～70%）。平时成绩是学生每次实验课做思考题和写鉴定报告的成绩，教师能及时地发现学生学习中的难点进行辅导和强化练习；实验随堂测试是课堂实验中选择一些标本去掉标签说明，考查学生对矿物鉴定程序的掌握情况。在最后的一次实习课上进行实验期末考试，将五大类的矿物标本挑选常见的几十种摆在桌子上，随机选择几种，让学生进行鉴定，测试他们对课程知识的掌握情况。通过建立完善的考核机制，能有效地督促学生学习。

野外实践考核内容包括：（1）学习风气和学习态度，是否自觉积极主动地参与。（2）野外工作中是否认真整理、总结野外记录本，是否养成勤动脑、动手、动口的习惯，是否具有吃苦耐劳、坚持不懈的作风。（3）考查总结报告，基本素材收集是否齐全，基础知识应用是否准确性，地质图件绘制是否规范性，是否具有综合分析问题的能力，有无个人的独特思考。

五、拓宽实验教学空间

自然界中的矿物种类繁多，而进行实验教学时，受课时和标本的限制，只能选择各类代表性矿物让学生进行实验。为了使学生更好地掌握鉴定多种矿物的能力，开阔视野，应充分发挥学校地质博物馆丰富岩矿标本的重要作用，指导学生多看、多比较，并通过野外实习采集和购买，逐步丰富矿物标本。

在此基础上，建设院系开放性实验室，为学生下课后自主学习提供条件。搭建综合性实验教学平台，可为培养学生自学能力和创新精神提供基础。指导学生充分利用网络资源学习，如矿物相关数据库、网上杂志等资料，以及网络教程如中国地质大学、北京大学等高校“结晶学与矿物学”精品课程。

另外，我们也可以采用“请进来”的教学方针，多邀请校外野外实践经验丰富的专家开设讲座，给学生系统地讲述常见矿物的类型、特征、共生特点及野外矿物鉴定方法。而且，也要鼓励学生积极“走出去”，在大学三年级之前参与教师的科研项目，完成从野外岩石、矿物的样品采集、鉴定及数字化统计、分析等工作，锻炼学生的实践操作能力。鼓励学生积极参加各种技能竞赛[3]，如全国大学生地质技能竞赛，激发学生的学习兴趣。

参考文献：

[1]丁晓非，许英，武立波，等.普通高校提高人才培养质量初探[J].教育教学论坛，2014，（37）：1-2

[2]陶专.“结晶学及矿物学”课程教学改革实践初步探索[J].中国地质教育，2012，（1）：64-67.

[3]罗红玲.以竞赛促地学教育改革[J].中国地质教育，2014，（3）：7-8.